Voy a ser sincero: dudé mucho de escribir este post. El tema me encanta pero consideraba que por ahí era demasiado técnico para el público que no sea geofísico y podía llegar a no gustar o aburrir. Por ello, voy a intentar hacerlo lo más fácil y gráfico posible.
Para hablar de este tema tengo obligatoriamente que hacer una introducción y recomendarles los posts de “¿Qué estudia un geofísico?” y “Sistema Petrolero“. Si están dispuestos a meter en sus cabeza nuevos conocimientos, átense los cinturones y bienvenidos al mundo de los atributos sísmicos.
Información sísmica
En los posts que recomiendo explico brevemente qué es la información sísmica y para qué se utiliza, pero como siempre hay vagos que no leen más de 140 caracteres lo voy a volver a explicar 🙂
Un intérprete geofísico, en su búsqueda del conocimiento de las estructuras que hay en el subsuelo, tiene como herramienta útil y primordial la información sísmica. No es más que una “imagen” del subsuelo. Hay una rama de la geofísica que se especializa en adquirir esta información (geofísico de adquisición) y otra rama que se encarga de procesarla (geofísico de procesamiento). Son en sí dos especializaciones totalmente diferentes que tienen sus subespecializaciones cada una (por ejemplo: geofísico de procesamiento con especialización en PSDM “PreStack-Depth-Migration” en estructuras diapíricas). Pero acá no nos vamos a ir por las ramas. Si están interesados en cómo se adquiere la información sísmica, vean el siguiente video de 4 minutos, sino sigan leyendo más abajo.
Lo importante de la información sísmica que les tiene que quedar es que nos da información del subsuelo. El geofísico cuenta con líneas 2D (datos espaciados) y cubos 3D (datos densificados). Las primeras se hacen en una etapa de exploración y los cubos (muchísimos más caros de obtener) se hacen cuando se quiere tener un entendimiento mayor de un área que probó hidrocarburos. La forma de ver un cubo de información es cortando en “tajadas”. Ellas pueden estar alineadas verticalmente (inlines y crosslines) u horizontalmente (timeslices):
Lo que ven en la imagen de arriba es un cubo cortado en sus tres direcciones, con una visualización tridimensional. Ahora veamos individualmente cada una de ellas y veamos que información nos provee:
Ahora hay que parar la pelota y mirar a los compañeros. Qué significan esos colores que vemos? No son más que la continuidad lateral y la forma en general de las capas de rocas de una cuenca sedimentaria. Estrictamente hablando, son los contrastes de impedancias acústicas (o visto de otra forma, de propiedades elásticas) entre las diferentes rocas pero mantengamos simplificada la cosa. El cubo sísmico nos está dando dos tipos de información: Estratigráfica y Estructural. Podemos ver cuáles, dónde y cómo están los diferentes estratos, lo que nos es tremendamente útil si estamos buscando una capa embebida en petróleo ya que nos estaría indicando dónde poner el pozo; pero también nos está diciendo qué fallas tenemos y cómo afectan a nuestra capa productora. El nivel de simplificación es brutal, me lee un geofísico y me mata pero es la forma más fácil que la gente que no es del palo entienda cómo mierda uno hace para buscar petróleo.
Interpretación sísmica: Un touch veloz
Lo que debe ahora hacer el geofísico es indagar en la información que le provee el cubo para encontrar el modelo geológico más lógico. Es así como uno, con herramientas informáticas (antes se hacía en papel) puede digitalizar información de horizontes sísmicos y fallamientos que existen en el subsuelo:
En negro podemos ver como se interpretaron las fallas y en diversos colores, cada uno de los horizontes. Esta interpretación se hace línea a línea y toma semanas. Hay algoritmos de autotracking para horizontes pero su utilización depende de la calidad de la señal sísmica. Una vez que se terminó su interpretación, espacialmente se ve así:
Pero no siempre es tan fácil interpretar en un cubo. Muchas veces la información es muy mala y en las amplitudes no ofrecen datos útiles. Entonces aquí es donde entran los queridos atributos sísmicos.
Atributos sísmicos, ¿qué son?
Pero ello tenemos que ir al punto más básico. La señal sísmica es, justamente, una señal. Esa onda tiene una amplitud, una frecuencia, una fase, etc. Un atributo sísmico es una operación matemática que se le aplica a una traza esperando encontrar una información adicional. Vamos a un ejemplo concreto. Vimos que es importante interpretar dónde hay fallas porque nos puede indicar una barrera en la migración de hidrocarburos y por ende una acumulación de ellos. Puede ser que en la amplitud ello no se note mucho, entonces lo que debo hacer con mi cubo sísmico es correrle algún atributo sísmico estructural (que resalte discontinuidades) para visualizar de mejor manera mis fallas. En el mercado hay cientos de atributos, todos patentados por diferentes compañías, pero vamos a elegir uno conocido que se llama Varianza. Lo que hace es una correlación de trazas cercanas, y dependiendo el valor de correlación le asigna un color. A continuación van a ver un corte horizontal (timeslice), a la izquieda con la información de amplitudes (básicamente, el cubo registrado) con la interpretación de fallas y a la derecha van a ver a ese mismo nivel, el atributo sísmico Varianza generado.
Pueden notar lo incompleta de la interpretación a la izquierda y como con la información que me provee la varianza podemos completar la interpretación del sistema estructural. Quiero aclarar que este dato no es sintético sino que corresponde a un gran yacimiento del Mar del Norte.
Una muy primitiva clasificación
Los atributos sísmicos tienen tal vez una decena de clasificaciones, pero muy básicamente se pueden dividir en dos: atributos estructurales y estratigráficos.
Cada uno juega un rol igual de importante en la generación de conocimiento. Un intérprete recibe una masa de información gigantesca (el cubo sísmico) y con los conocimientos preexistentes, analogías con otras áreas y mucha imaginación y lógica, desentraña la historia geológica de un área en particular.
Año a año surgen nuevos atributos que pueden ayudar al intérprete a entender el comportamiento de un área. Las matemáticas detrás de ellos pueden ser tan simples como una correlación de trazas a escaneos del dip de la señal, o trabajar con la parte compleja, descomposición espectral de frecuencias, algoritmos genéticos, inversiones estocásticas y simultáneas y un largo etc. Muchas veces un atributo sísmico consiste de hacerle varios cálculos matemáticos a la señal y procesar un cubo de tamaño medio puede tomar hasta un día de trabajo computacional.
Veamos otro ejemplo de un atributo esturctural que determina el cambio del dip (inclinación en la horizontal) del cubo sísmico:
Es aquí donde entra en juego la experiencia y el conocimiento del intérprete para saber elegir entre el mar de atributos, cuál es el más adecuado para interpretar un área. Muchas veces una falla se “ve” mejor con el atributo A pero otra falla lo es con el atributo B, y si uno ya conoce la respuestas de los atributos se va a ahorrar mucho tiempo testeando cuál es el más exacto. Hay situaciones donde la orientación (N-S ó E-O) de un fallamiento se ve mejor con uno u otro atributo, u orientando matemáticamente a un sólo atributo podemos determinar diferentes lineamientos. Veamos un ejemplo de un atributo estructural el cual se puede cambiar el azimut del cálculo. Lo que hice fue variarlo de o a 180 grados y ver el resultado en un timeslice:
Otras veces la profundidad del rasgo estructural (falla) es delimitante del atributo a usar, ya que a medida que vamos mas profundo en nuestra cubo perdemos contenido de frecuencias y por ende resolución sísmica vertical. Ya lo dije y lo repito, las posibilidades y variantes son cientos, es por ello que yo admiro a los intérpretes porque saben elegir y deducir en un caos de información.
Blendings RGB de atributos
Como conté, hay veces en que podemos direccionar el cómputo matemático del atributo. Si por ejemplo tenemos dos sistemas de fallas orientados en diferentes direcciones, es ideal realizar atributos a 0, 45 y 90 grados de dirección. De esta forma, estaremos abarcando todos los azimuts del cubo. Pero tener tres cubos de atributos por separado puede ser engorroso, entonces existe una técnica que es “mezclar” los tres cubos de información y a cada uno asignarle un color (RGB: Rojo, Verde y Azul). Esto nos permite visualizar toda la información en un sólo timeslice:
He hablado mucho de atributos estructurales y aún así no abarcamos ni el 1% de lo que puede ser este tema. La técnica de blendings RBG no sólo es para determinar las estructuras de nuestro campo. Se aplica muchísimo con cubos de descomposición por frecuencias para determinar rasgos estratigráficos. Por dar un ejemplo, en la zona de Comodoro Rivadavia (Cuenca del Golfo) hay formaciones que son depósitos de canales. Éstos son muy buscados ya que en general poseen arenas limpias con buenas características petrofísicas para contener petróleo en sus poros. Separando nuestro cubo de amplitudes por frecuencias y luego uniendo toda la información en un blending RGB, se pueden llegar a detectar estos paleocanales:
Pueden notar como “aparecen” a simple vista canales que en el cubo de amplitudes nunca hubiéramos podido ver. Esos pueden ser posible objetivos a perforar.
Atributos de horizontes
Hay veces que no se necesitan calcular un atributo a todo el cubo (atributo volumétrico) sino que uno quiere obtener información al nivel de un horizonte en particular. En general, ese horizonte es el productor y se busca una anomalía en la señal sísmica dentro de un intervalo de profundidad o entre un horizonte y un valor de espesor. Lo que se busca es detectar un cambio de facie (tipo de roca u composición) dentro del horizonte productor o inclusive un cambio de fluido. Una clasificación aceptada por muchos es la de Chen & Sidney, 1997. Es una clasificación basada en la cinemática y dinámica de la onda:
- Amplitud: Instantaneous Quadrature amplitude, Reflection Strenght, etc
- Forma de onda: Apparent Polarity, Kurtosis Amplitude, etc
- Frecuencia: Instantaneus Frequency, Bandwidth Rating, etc
- Atenuación: Amplitude Slope, Ratio of Autocorelation Peak Amplitude, etc.
- Fase: Cosine of Instantaneus Phase, Response Phase, etc.
- Correlación: Correlation Length, Semblance Coeffecient
- Energía: Average Vibration Energy, Power Spectrum Symmetry, etc
- Ratios: Correlation KLPC Ratio, Ratio of Adjacent Peak Energy, etc.
El ejemplo de abajo es también del Mar del Norte. El horizonte interpretado es uno de los intervalos productores
¿Acaso esa hermosa anomalía de la amplitud RMS que está el el bloque superior de la falla no es petróleo? Si! Marche pozo!
Se puede apreciar perfectamente como la acumulación de hidrocarburos contra la falla genera un cambio en los parámetros elásticos de la roca que lo contiene y por ende podemos verlo con algún cálculo (en este caso, RMS Amplitude) sobre el horizonte.
Concluyendo
El mundillo de los atributos sísmicos es inmenso. Sólo con este post les mostré la punta de un iceberg que es muy pero muy grande. Me voy conforme con que hayan entendido la idea en general de cómo un intérprete geofísico hace para determinar estructuras en subsuelo y buscar posibles zonas de acumulación de hidrocarburos. Como habrán leído, no es sólo perforar pozos sino que se se elige donde y tiene muchos por qué. Todo para que vayan luego a una estación de servicio y se quejen que el litro de la super está más caro que una fucking cerveza! 🙂
Será hasta la próxima.